工业互联网技术在数字化物流管理中的应用

廖远来

（河源职业技术学院，广东 河源517000）

1 绪论

一直以来，物流承担着发货方和收货方之间的纽带功能，尤其是当下在线消费的主流模式下，物流如何高效、稳定地将快递送到消费者手中，考验着每一个物流从业者的管理能力。面对中国如此巨大的物流市场，众多物流管理公司均通过不同的技术手段来提高物流配送的效率，同时将一些新的技术引入进来，例如工业互联网技术。工业互联网技术能够利用人工智能技术处理海量数据信息，提高计算效率，缩短物流时间。

2 工业互联网技术概述

工业互联网的产生可以理解为信息化技术的高速发展和工业生产技术的深度集成与发展的结果，工业互联网的理念产生于全球激烈竞争的大环境下。2010-07，德国政府推出的《高技术战略2020》中，“工业4.0”项目被列为未来发展的十大项目之一，它是继以蒸汽、电气和电子信息为核心的三次工业革命之后，以实现智能制造为核心的第四次工业革命。在“工业4.0”模式下，利用如今已经非常发达的网络通信技术以及数据处理能力，通过传感器以及嵌入式操作系统采集生产制造过程中的数据，并对数据进行分析处理，并将数据反馈给控制系统，最终实现对各个生产环节的快速、精准的调控，形成智能生产系统。“工业4.0”主要包含两个方面内容：一方面是“智能工厂”，主要研究利用信息技术对目前工业的生产流程进行优化改造，实现全生产线的质量监控；另一方面是“智能生产”，该方面主要涉及整个企业的生产以及物流管理，通过市场调研、大数据分析等手段，根据市场需求动态调整生产产品与目标，从而提高资源配置效率，提高企业市场竞争力。

美国于2012 年提出了与德国“工业4.0”相应对的工业互联网理念，它的提出是基于未来新的产业需求和产业发展轨迹的预测、摸索和创新，也是传统产业发展转型升级为智能制造模式的主要方式，主要强调以企业为核心，促进企业积极发展诸如研发、生产以及服务等流程服务环节的新模式，实现互联网线上消费模式与制造业智能模式的融合，将信息化的柔性特征带入到制造业中，与其硬性特征相结合，以互联网为推动剂，加强消费者与生产制造企业的深度融合，从而保证制造业的长期可靠发展。工业互联网技术是多种技术的软硬件融合，包含大数据、人工智能、物联网、嵌入式等，使用各种传感器采集现场数据信息，通过控制器对数据进行分析计算，利用无线网络技术进行数据的传输，并采用边缘计算等先进数据处理方法对数据进行分析与处理，最终将整合后的结果融入到工业生产现场，从而推动智能制造的发展。工业互联网包含四层架构，分别为感知识别层、网络连接层、远端管理平台层和数据分析层。首先，感知识别层通过智能传感器实现了对数据的采集与获取。然后，网络连接层将数据进行传输发送至远端管理平台层，在该层进行数据的存储与管理，最后在数据分析层利用智能算法实现对数据的深度处理，完成数据的分析，从而为系统的稳定高效运行提供可靠参考决策。

3 工业互联网技术对物流发展的启示

数字化物流是通过数字化技术和手段，以提高整个物流系统的智能化、自动化、信息化水平为目标，以互联网技术为基础，通过创新型模式和先进的互联网技术、人工智能技术，朝着转变产业发展方式的新生态发展，从而实现降本增效的目的。工业互联网的核心是提升系统的信息化和智能化水平，提高物流装配的工作流程效率，提高整个物流系统的数据处理和分析能力，因此利用工业互联网技术提成物流水平，主要体现在两个方面：一方面是建设“智能物流工厂”，主要研究数字化物流系统，通过自由的、动态的组合，形成高度柔性的物流一体化方式，实现高度快速的智能化物流；另一方面是研发“智能物流设备”，即重点研究机器人、柔性制造以及物联网等技术在物流过程中的应用等，实现物流商品分拣过程、配送过程和流程管理的智能化。

3.1 建设智能物流工厂

当前中国大多数物流系统已经实现对订单接收、商品分拣与配送等物流环节的自动智能调控，同时机器人、柔性制造等相关智能设备发展快速，但设备的智能性和各设备的互联互通仍处于局部应用阶段，未能实现统一协作。建设智能物流工厂的目标是实现智能设备的互联互通。一方面，智能设备要具备通信、检测、控制、执行以及存储等功能。通过通信模块不仅实现机器之间的沟通，还实现物流商品、设备和系统三者之间的智能化沟通；检测模块通过传感器实时监测设备运行参数，检测物流商品和配送环境信息反馈给控制单元；控制模块根据分拣配送规则和传感器反馈信息作出智能信息处理，向执行模块发送命令；执行模块根据接收到的命令作出相应处理；存储模块实时存储各模块的状态信息。另一方面，通过工业互联网将智能设备连接，将物流工厂内各关键业务环节的智能设备连接在一起，使得不同类型和功能的智能设备连接起来组成智能物流车间，最终再由不同功能的智能车间互联组成智能物流工厂。这些智能设备、智能生产线、智能车间及智能物流工厂可以自由的、动态的组合，以满足不断变化的物流需求，形成高度柔性的物流一体化方式，使高度快速的智能化物流成为可能。

在未来的数字化物流系统中，以分拣车间为例，当物流商品通过流水线送到装货车间后，传送带上的传感器通过读取物流商品的标签可以获得其参数信息以及该物流商品最适宜配送方案，进而输送到不同的车间子系统，根据物流商品的配送方案信息自动调控配送方案，实现智能化分拣与配送功能，极大地提高了物流效率，满足市场对物流商品配送时间的个性化需求，同时通过对整个生产过程的大数据的获取，有效促进了物流系统生产、控制等过程。数字化物流系统中不同设备、生产线、车间之间的互联互通，使整个工厂内部的设备融合成一个统一体，大大提高了生产效率，也促进了智能物流设备的研发与升级。

3.2 研发智能物流设备

由于物流系统具有自动化程度高、控制过程复杂、环境条件要求苛刻等特点，使得物流系统对物流过程的自动化以及柔性化有着较高要求。物流系统智能物流的目标就是全面实现商品物流的智能化。智能物流设备是在目前自动化技术、网络技术、无线传感技术以及人工智能的基础上，通过感知、人机交互、决策、执行和反馈实现物流商品分拣过程、配送过程和流程管理的智能化，是信息技术和制造技术的深度融合与集成。

物流系统智能物流设备的实现依赖于机器人技术。机器人是最典型的机电一体化数字化装备，集传感器技术、检测技术、人工智能技术及系统集成于一身，在物流作业中获得广泛应用。以物流系统的装载搬运为例，在大型物流系统中普遍采用人工叉车作业，效率较低，但是采用搬运机器人，通过安装不同末端执行器来完成各种不同形态的搬运任务，提高了货物的搬运能力，大大节约了搬运过程的搬运时间，提高了生产效率。

智能物流设备的实现依赖于柔性制造技术。随着人工智能、专家系统及智能传感器技术的发展，物流系统的智能化程度不断提高，在面对许多不确定性、要由人工干预才能解决的问题时能够通过过程自适应、参数自优化等功能解决。例如，在未来物流系统的配送车间，系统能够自动监测设备的运行状态，在检测到外部环境或内部激励（生产任务、物流商品配送或配送时间要求变化）时能够借助模拟专家的智能活动，调节控制要求，确保最高物流效率。

智能物流设备的的实现依赖于物联网技术。智能物流工厂不仅要求单方面对产品进行检测，而且要求产品与设备、设备与设备之间实现相互通信。因此，需利用物联网技术将整个生产系统纳入计算机网络，在智能物流工厂中通过RFⅠD、二维码等技术将电子标签贴在产品上，通过读取标签信息实时记录状态信息，结合物联网的智能管理系统，完成对物流系统的一体化管理。

4 结论与展望

中国的信息化进程已推动实现了信息基础设施与技术的普及，大部门企业已经建立线上营销渠道和运营平台，随着中国物流市场的不断发展壮大，传统的物流管理系统已经不再满足新的发展要求，必须通过大数据、云计算、人工智能、物联网等信息技术实现整个物流系统的升级。工业互联网技术将在这个升级中扮演重要角色，通过数字化物流最终实现物流全过程的整合、集成和提升。